Фотополимер с хлопьями не даст микросхемам перегреться

❋ 4.5

Ученые из Сколтеха улучшили свойства полимера, используемого в 3D-печати. Добавив в фотополимер «хлопья» нитрида бора, исследователи удвоили его теплопроводность, что потенциально может использоваться для отведения тепла от микросхем и предотвращения перегрева устройства.

Сколтех

# 3D-печать

# микросхемы

# нитрид бора

# полимеры

# фотополимеры

Фотополимер с хлопьями не даст микросхемам перегреться / ©Getty images / Автор: Lampronia Auxilius

Работа опубликована в журнале Polymers. «Разработанная технология печати — это шаг на пути объединения микроэлектроники и аддитивных технологий, — рассказывает один из авторов работы, старший преподаватель Сколтеха Станислав Евлашин. — В отличие от предыдущих работ, где внимание ученых было направлено на получение проводящих контактов для гибкой электроники, в нашей работе мы сосредоточились на улучшении свойств полимеров, которые могут использоваться для корпусирования микросхем».

По мере миниатюризации электроники проблема отвода тепла становится более актуальной: концентрируясь в меньшем объеме, та же мощность быстрее приводит к перегреву и, как следствие, к отказу устройств, для чего необходимо разрабатывать материалы с более высоким значением теплопроводности.

Деталь из чистого фотополимера (clean) и фотополимера с добавлением 20 объемного процента нитрида бора (BN). Слева — обычная фотография, справа — фотография, сделанная с использованием тепловизора. Наполнение фотополимера приводит к эффективному рассеиванию тепла, что в результате уменьшает перегрев микросхем / ©Юлия Бондарева и другие / Polymers

Сам по себе кремний, из которого состоят подложки микросхем, хорошо отводит тепло, но охлаждению может препятствовать внешний корпус микросхемы, который обладает низким значением теплопроводности. При использовании 3D-принтеров, на которых изготавливают микроэлектронику со сложной геометрией, корпус печатают пастой из фотополимера — материала, который твердеет под воздействием излучения. Как раз его свойства и улучшили ученые из Сколтеха.

«Требования к фотополимеру в данном случае — он должен хорошо проводить тепло и не проводить электрический ток, — объясняет соавтор исследования Даниил Чернодубов. — Так вот, нам удалось не просто повысить, а удвоить его теплопроводность. При этом изоляционные свойства и прочность не пострадали. Для этого в полимер добавили другое вещество, нитрид бор, в форме хлопьев — получился композитный материал». Объемная доля нитрида бора в композите — 20 процентов.

«Для печати мы использовали технологию Digital Light Polymerization, которая обладает высоким разрешением и может использоваться как для печати корпусов изделий со сложной геометрией, так и для печати корпусов непосредственно на кремниевом чипе, — добавляет Евлашин. — Увеличенная теплопроводность фотополимера обеспечит стабильность электронных компонентов, а также позволит эксплуатировать изделия при более высоких характеристиках».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.